Pembahasan Frequency Reuse Frequency Reuse adalah

I. Pembahasan
1. Frequency Reuse
Frequency Reuse adalah penggunaan ulang sebuah frekuensi pada suatu sel,
dimana frekuensi tersebut sebelumnya sudah digunakan pada satu atau beberapa sel
lainnya. Jarak antara dua sel yang menggunakan frekuensi yang sama ini harus diatur
sedemikain rupa sehingga tidak akan mengakibatkan interferensi. Latar belakang
penerapan frequency reuse ini adalah karena adanya keterbatasan resource frekwensi
yang dapat digunakan, sedangkan kebutuhan akan ketersedian coverage area yang
lebih luas terus meningkat. Maka agar coverage area baru dapat diwujudkan,
dibuatlah sel-sel baru dengan menggunakan frekwensi yang sudah pernah digunakan
sebelumnya oleh sel lain. Gambar di bawah ini menunjukan pemetaan geographis
penggunaan freukensi pada beberapa sel, dimana digunakan mekanisme frequency
reuse. Inti dari konsep selular adalah konsep frekuensi reuse.
Gambar pemetaan geographis penggunan frekuensi pada beberapa sel dengan menggunakan
mekanisme frequency.
Latar belakang penerapan frequency reuse ini adalah karena adanya
keterbatasan resource frekuensi yang dapat digunakan, sedangkan kebutuhan akan
ketersedian coverage area yang lebih luas terus meningkat. Maka agar coverage area
baru dapat diwujudkan, dibuatlah sel-sel baru dengan menggunakan frekuensi yang
sudah pernah digunakan sebelumnya oleh sel lain. Gambar di bawah ini menunjukan
pemetaan geographis penggunaan freukensi pada beberapa sel, dimana digunakan
1
mekanisme frequency reuse. Inti dari konsep selular adalah konsep frekuensi reuse.
walaupun ada ratusan kanal yang tersedia, bila setiap frekuensi hanya digunakan
oleh satu sel, maka total kapasitas sistem akan sama dengan total jumlah kanal.
Dalam penggunaan kembali kanal frekuensi diusahakan agar daya pemancar
masing masing BS tidak terlalu besar, hal ini untuk menghindari adanya
interferensi akibat pemakaian kanal yang sama Interferensi Co-Channel).
Frekuensi Reuse
Jarak minumum frekuensi reuse yang diperbolehkan ditentukan oleh beberapa faktor,
yaitu jumlah sel yang melakukan frekuensi reuse, bentuk geografis suatu wilayah,
tinggi antena, dan besarnya daya pemancar pada masing masing base station.
Jarak bebas interferensi frekuensi reuse
Dalam hal ini jarak minimum frequency reuse dapat dicari dengan rumus pendekatan
teori sel hexsagonal, yaitu :
Rumus mencari jarak minimum frekuensi reuse
2
dimana
:
D = Jarak minimum sel yang menggunakan kanal frekuensi yang sama.
R = Radius sel, dihitung dari pusat sel ke titik terjauh dalam sel.
K = Banyaknya sel per kelompok / pola sel / pola frequency reuse.
Pola frequency reuse pada sistem selular diperlihatkan gambar. Pengaturan pola
tersebut harus sebaik mungkin, hal ini untuk menghindari interferensi akibat adanya
penggunaan kanal yang berdekatan (Interferensi Adjacent Channel) dan interferensi
co-channel.
Gambar frekuensi reuse dengan K = 7
Besaran D/K disebut sebagai faktor reduksi kanal dengan frekuensi yang sama.
Besaran tersebut menentukan kualitas transmisi dalam perencanaan sistem selular
agar tidak terjadi interferensi co-channel. Dari persamaan juga terlihat bahwa, jika
jarak D semakin besar, maka jumlah kelompok sel akan bertambah, sehingga
interferensi co-channel akan berkurang, dengan catatan daya pemancar pada BS tidak
terlalu besar. Tetapi untuk pita frekuensi yang sama, jumlah kanal/sel akan berkurang
yang berarti kapasitas trafik per sel akan lebih kecil.
2. Handoff
Istilah handoff merupakan proses transfer suatu ongoing call atau data session
dari suatu kanal yang terhubung dalam satu inti jaringan ke kanal lain. Pada
komunikasi satelit, istilah tersebut diartikan pengalihan tanggung jawab kontrol satelit
dari satu stasiun bumi k stasiun yg lain tanpa kesalahan (loss) atau interupsi layanan.
3
Istilah British English untuk panggilan seluler adalah handover, yang terminologinya
berstandar 3GPP yang berasal dari teknologi Eropa seperti GSM dan UMTS.
2.1 Jenis-jenis Handoff
-
Hard handoff
Hard handoff adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber dilepaskan dan
setelah itu baru menyambung dengan sel tujuan. Sehingga koneksi dengan sel
sumber terputus sebelum menyambung dengan sel target – untuk alasan tersebut
hard handoff juga dikenal dengan sebutan “break-before-make”. Hard handoff
dimaksudkan untuk meminimalkan gangguan panggilan secara instan. Suatu hard
handoff dilakukan oleh jaringan selama panggilan berlangsung.
-
Soft handoff
Soft Handoff adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber tetap tersambung
dengan user sementara secara paralel juga menghubungi kanal pada sel target.
Pada kasus ini, sambungan ke target harus berhasil dahulu sebelum memutus
sambungan dengan sel sumber, karena itulah soft handoff juga disebut “makebefore-break”. Interval selama terjadinya dua sambungan dilakukan secara paralel
bisa saja singkat maupun substansial (tergantung kondisi yang memungkinkan).
Karena alasan inilah soft handoff dapat dilakukan dengan koneksi lebih dari satu
sel, misalnya koneksi dengan tiga sel, empat atau lebih, semua dapat dilakukan
oleh telepon dalam satu waktu. Ketika panggilan dalam keadaan soft handoff,
sinyal yang terbaik dari semua penggunaan kanal dapat dimanfaatkan untuk
panggilan pada saat itu atau semua sinyal dikombinasikan agar dapat
menghasilkan duplikat sinyal
yang lebih baik. Kemudian
yang lebih
menguntungkan adalah, ketika kedua performa dikombinasikan pada downlink
(forward link) dan uplink (reverse link) maka handoff tersebut menjadi lebih halus
(softer). Softer handoff dapat dilakukan apabila sel yang mengalami handoff
berada dalam satu situs sel.
4
3. Co-channel interference dan Co-channel Adjacent
Frekuensi Reuse berimplikasi bahwa pada wilayah cakupan tertentu beberapa
sel menggunakan sekumpulan frekuensi yang sama. Sel-sel tersebut disebut cochannel cells dan interferensi antar sel tersebut disebut co-channel interference
(cci). Tidak seperti noise suhu dpt diatasi dgn meningkatkan SNR, CCI tidak
dapat diatasi dengan menaikan daya pembawa pemancar. Menaikkan daya
pemancar meningkatkan interferensi co-channel cell disebelahnya. Untuk
menurunkan CCI , perlu secara fisik menjauhkan co-channel cell sampai jarak
minimal sehingga mencukupi isolasi propagasi.
ACI : Interferensi dari sinyal yang dengan frekuensi didekatnya, ACI : terjadi
karena ketidak tepatan filter penerima yang memungkinkan frekuensi berdekatan
bocor kedalam passband
5
Cara mengurangi Interferensi:
1. Management Frekwensi yang baik.
2. Inteligent Frequency Assignment.
3. Memberikan Frekwensi yang tepat terhadap MS.
4. Desain bentuk Antena.
5. Kemiringan Antena.
6. Mengurangi ketinggian Antena.
7. Mengurangi daya pancar.
8. Pemilihan lokasi cell site yang tepat.
4. Power Control
Power control memiliki peran penting dalam komunikasi wireless. Dimana
teknik ini berfungsi untuk mengatur level daya transmisi yang diterima base station
pada uplink dan downlink, selain itu untuk meminimalkan interferensi antara user
aktif. Sistem CDMA IS-95, pengendalian daya pancar dilakukan setiap 1,25 ms
dengan perubahan daya persatu dB.
Kanal uplink adalah kanal ketika user menstransmisikan informasi kepada
BS. Pada transmisi uplink, sinkronisasi transmisi dari user yang berbeda sangat sulit
diterapkan karena user mentransmisikan dari lokasi yang berbeda. Maka dari itu,
orthogonal spread spectrum tidak digunakan dalam uplink karena ke-orthogonalan ini
tidak dapat diperbaiki. Sinyal dari user lain merupakan subjek noise. Hasil
propagasi/noise dan fading mempunyai level daya berbeda yang diterima BS. Nonorthogonal spread spectrum dan level daya yang berbeda pada uplink menyebabkan
terjadinya Multiple Access Interference (MAI) yang merupakan masalah serius dalam
CDMA. Pada BS, user akan melindungi simbol transmisi dengan cara mengkorelasi
snyal receiver dengan spread spectrum pengguna. Hasil dari cross correlation yang
tidak nol antara spread spectum dengan user yang lain maka user akan mengalamai
MAI dari k-1 user lain. Jika level daya yang diterima BS tidak sama, correlating
receiver tidak mampu mendeteksi sinyal pengguna yang lemah karena interferensi
pengguna lain dengan level daya yang lebih besar. Pada transmisi uplink, sinyal yang
6
diterima BS dari user melewati kanal yang berbeda-beda sehingga daya sinyal tiap
pelanggan yang diterima BS tidak sama Power control pada uplink sangat penting
untuk menjaga interferensi dari user dan dapat meningkatkan kapasitas kanal.
Kanal downlink adalah kanal ketika BS mengirim informasi ke user. Pada
transmisi kanal downlink, BS mengirim semua sinyal kesetiap user. Sinyal yang
diterima user ini yang terdiri dari sinyal user lain diransmisikan melalui kanal yang
sama sehingga setiap sinyal mengalami peredaman dan fading yang sama. Hal ini
meyebabkan daya sinyalsinyal tersebut pada user sama kuat. Sehingga jelas bahwa
power control pada kanal uplink lebih penting daripada kanal downlink.
Dalam sistem direct seguence - code division multiple access (DS-CDMA),
kebutuhan terhadap power control merupakan hal yang harus mendapat perhatian.
Masalah power control ini timbul akibat adanya interferensi multiseluler. Semua
mobile station dalam sistem DS-CDMA mengirim data menggunakan bandwidth
yang sama pada waktu yang sama dan karenanya semua mobile station : saling
menginterferensi satu sama lain. Akibat mekanisme pro-pagansi, sinyal yang diterima
oleh base station dari sebuah mobile station yang dekat dengan base station akan jauh
lebih kuat dari-pada sinyal yang diterima dari mobile station lain yang terletak pada
perbatasan sel Karenanya mobile station yang jauh akan didominasi oleh mobile
station yang dekat dengan basc station. Jika ini terjadi, kapasitas sistem akan turun
dengan signifikan.
Untuk mencapai kapasitas yang optimum, semua sinyal tanpa tergantung pada
jaralcnya ke base station, harus diterima base station dengan mean daya yang sama.
Solusi untuk masalah ini adalah power control, yang berusaha agar mean daya yanlg
diterima base station tetap konstan untuk tiap mobile station.
Maka dari itu, kinerja mekanisme power control merupakan salah satu faktor
yang penting dalam perencanaan sistem selular CDMA.
Mekanisme power control dibutuhkan untuk meningkatkan kualitas suara dan
kapasitas sistem. Pada sistem seluler berbasis CDMA, power control dibutuhkan
untuk mengurangi near/far effect pada arah reverse dan othercell interference pada
arah forward. Berdasarkan parameter yang akan diukur, teknik power control dapat
diklasifikasikan menjadi tiga metode:
7
1.Berdasarkan kuat sinyal terima
Pada metode ini, hasil pengukuran kuat sinyal terima di base station
dibandingkan dengan kuat sinyal terima yang diinginkan. Perintah untuk menurunkan
atau menaikkan daya pancar dilakukan berdasarkan hasil perbandingan tersebut.
2. Berdasarkan Signal to Noise Ratio (SNR)
Pada metode ini, hasil perhitungan rasio kuat sinyal terima terhadap noise
(SNR) dibandingkan dengan rasio kuat sinyal terima terhadap noise (SNR) yang telah
ditentukan. Dimana noise tersebut terdiri dari channel noise dan multiuser
interference.
3. Berdasarkan Bit Error Rate (BER) dan Frame Error Rate (FER)
Bit Error Rate didefinisikan sebagai rata-rata jumlah bit yang salah jika
dibandingkan dengan bit-bit dari persamaan awal. Sedangkan Frame Error Ratio
didefinisikan sebagai rata-rata kesalahan frame yang diusahakan tidak lebih dari 1%.
Sistem CDMA2000 1x menerapkan power control arah reverse dan power control
arah forward.
Dalam sistem selular CDMA, setiap base station mengirim sinyal ke semua
mobile station yang aktif dalam daerah layanan-nya dengan menggunakan minimal
satu antena. Karena itu setiap ,mobile station menerima sinyal gabungan dari base
station terdiri dari sinyal yang diinginkan dan N-l sinyak interferer, dengan asumsi
Afmobile station persel
8